(57)【要約】    【課題】アルカリ洗浄液中の油分、鉄分の効果的に分離し、洗浄液の寿命を延長させ得るアルカリ洗浄液のリサイクル装置およびその使用方法を提供する。    【解決手段】不純物の浮上および沈降により、アルカリ洗浄液の廃液中の不純物を分離するアルカリ洗浄液のリサイクル装置であって、廃液を入れる分離タンク１と、分離タンクの側壁に対し２０〜４０°の傾斜を有する複数枚の堰２と、堰の下方に配置され、廃液を流入口４から導入し、流出口５から分離タンク内に導出する流入分配管３を備えた廃液導入装置とを有するアルカリ洗浄液のリサイクル装置。堰は、垂直方向に溝を有する波型形状をなすものが望ましく、複数枚の堰の間（流路）をレイノズル数が３０００以下となるように廃液を流動させれば、不純物の分離を効果的に行うことができる。【選択図】図１
2005230608.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
不純物の浮上および沈降により、アルカリ洗浄液の廃液中の不純物を分離するアルカリ洗浄液のリサイクル装置であって、廃液を入れる分離タンクと、分離タンクの側壁に対し２０〜４０°の傾斜を有する複数枚の堰と、堰の下方に配置され、廃液を流入口から導入し、流出口から分離タンク内に導出する流入分配管を備えた廃液導入装置とを有することを特徴とするアルカリ洗浄液のリサイクル装置。
【請求項２】
前記堰が垂直方向に溝を有する波型形状をなすことを特徴とする請求項１に記載のアルカリ洗浄液のリサイクル装置。
【請求項３】
前記流入分配管の廃液が流れる部分の垂直断面積が、流入口から離れるに従い小さくなることを特徴とする請求項１または２に記載のアルカリ洗浄液のリサイクル装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載のアルカリ洗浄液のリサイクル装置の使用方法であって、前記複数枚の堰の間をレイノズル数が３０００以下となるように廃液を流動させることを特徴とするアルカリ洗浄液のリサイクル装置の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼材の洗浄に用いられるアルカリ脱脂液から、油分、鉄粉等の洗浄性を悪化させる不純物を連続的に除去し、アルカリ脱脂液の寿命を延長するアルカリ洗浄液のリサイクル装置およびその装置の使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼製品を製造する際、例えば鋼管の冷間引き抜き加工や冷間圧延工程では、潤滑と冷却を目的として主に鉱物油を主体とした加工油が使用される。そのため、被加工材の全面に前記の加工油が付着している。
【０００３】
この加工油が付着したままの被加工材に、次工程で例えば熱処理等を施した場合、外観の美麗さが損なわれて見栄えが悪化し、また浸炭等の品質低下を招くおそれがある。そこで、通常、被加工材は有機溶剤または界面活性剤等を含んだアルカリ水溶液で脱脂される。従来は、例えばトリクロロエタンを代表とする有機溶剤を用いた脱脂が広く行われてきたが、使用後の廃溶剤の処理により排出されるスラッジの処分の問題（土壌汚染等）、あるいは作業環境の悪化（人体への悪影響）等の問題から、現在ではアルカリ水溶液を用いた脱脂が一般的となりつつある。
【０００４】
このアルカリ水溶液を用いた脱脂では、被加工材によって持ち込まれる油分や摩耗により生じる鉄紛の混入が避けられず、それらの濃度（含有率）の上昇に伴いアルカリ水溶液の脱脂性能が悪化する。そこで、洗浄性を確保できる濃度（特に、油分濃度）の上限を予め設定しておき、その濃度を超えたアルカリ洗浄液は廃却処分とし、新たな洗浄液を建浴するのが一般的である。しかしながら、洗浄液の廃却処理に要する費用と新たに洗浄液を建浴する費用を合わせると高額なものとなり、製品の採算性を著しく阻害することとなる。
【０００５】
このようなアルカリ洗浄液に混入した油分や鉄粉等の不純物を除去する方法としては、洗浄液を静置して浮上油を油吸着マット等で除去する方法が簡便であるが、そのつど操業を停止しなければならず、生産効率を低下させる。
【０００６】
また、電磁フィルタによる濾過処理は、鉄分の除去には有効であるが、油分の除去には不充分である。この欠点を除くため、特許文献１には、油分や鉄粉が混入したアルカリ洗浄液に清浄な鉄粉を添加し混合してその粒子に油分を吸着させ、その後電磁フィルタにより油分を吸着した鉄粉を濾過する方法が提案されている。しかし、清浄で微細な鉄粉が必要であり、混合攪拌装置や電磁フィルタによる濾過装置など大がかりな装置が必要で、製造コストが上昇する。
【０００７】
特許文献２には、油や砂、金属粉などの固形汚れ成分が混入したアルカリ洗浄液に、アルカリ成分を、前記洗浄液に含まれる界面活性剤が塩析分離する限度以上に添加し、遠心分離装置を用いて、油相、水相、固相の３相に分離して水相であるアルカリ洗浄液を回収リサイクルする方法が開示されている。しかし、この方法では、油や固形汚れ成分が混入したアルカリ洗浄液を塩析状態にするための別槽や、遠心分離装置が必要であり、また、油分の除去を連続して行うことが困難である。
【０００８】
また、特許文献３には、表面に圧延油等が付着した金属材を、アルカリ水溶液等を洗浄液として用いて洗浄する際に、圧延油等と洗浄液との化学反応により発生する多量の泡を効率よく消泡し、得られた消泡液中の不純物（石鹸分や鉄分等）を分離除去した後、洗浄液として再利用できるように構成された洗浄設備が記載されている。しかし、この設備は消泡を主目的とするものである。また、不純物の沈降・分離を行わせるため、分離タンクの上部から垂設して下部が洗浄液に没入する仕切り板とタンク底に立設された堰を液の流れ方向に交互にそれぞれ複数設けているが、流路が１本しかなく非効率であり、特に、流速の速い入口付近では分離効果が小さい。さらに、流速が十分に低下する長さを確保するためには、設備を大型化せざるを得ない。
【０００９】
このように、アルカリ洗浄液に混入した油分、鉄粉等の不純物を安価にかつ効率的に除去し、アルカリ洗浄液の寿命を延長する技術は見当たらず、その開発が望まれている。
【００１０】
【特許文献１】特開平５−１１７８８６号公報
【００１１】
【特許文献２】特開平７−２８６２９０号公報
【特許文献３】特開２００１−２３４３７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明はこのような状況に鑑みなされたもので、その目的は、アルカリ洗浄液から脱脂性能に悪影響を及ぼす油分、鉄粉等（以下、これらを「不純物」ともいう）を除去し、洗浄液の寿命を向上させ得るアルカリ洗浄液のリサイクル装置およびその使用方法を提供することにある。具体的には、油分や鉄粉を除去する際、操業の停止を伴わず、かつ連続的に不純物を除去することができ、しかも、できるだけ簡素で、設置に必要なスペースも極力小さくすることができる安価な装置およびその使用方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者は、上記の課題を解決するために検討を重ねた結果、以下の知見を得た。
【００１４】
（ａ）安価な装置とするためには、不純物除去用の別タンクを用い、比重差を利用して不純物を分離する方式が適切である。
【００１５】
（ｂ）比重差を利用して流体中の不純物を分離するためには、流体の速度を遅くする必要があるが、タンク内における流体の経路（流路）が１本のみでは効率的な処理は困難である。処理効率を高めるためには、タンク内に仕切り板（堰）を取り付け、複数の流路を設けるのが好ましい。
【００１６】
（ｃ）流路の仕切り板（堰）に適度な角度を持たせると、不純物の沈降分離が容易になる。
【００１７】
（ｄ）この装置は、浮上した不純物、主に油を連続的、または半連続的に除去できる機構を備えるものとするのがよい。
【００１８】
（ｅ）タンク内の仕切り板（堰）で区分された流路に連続的に流入する流体（汚れた洗浄液で、以下、「廃液」ともいう）のレイノルズ数（堰間レイノルズ数）Ｒｅを３０００以下とすれば、流体中の不純物の沈降分離を効果的に行うことができる。
【００１９】
本発明は、このような知見に基づいてなされたもので、その要旨は、下記（１）のリサイクル装置および（２）のその装置の使用方法にある。
【００２０】
（１）不純物の浮上および沈降により、アルカリ洗浄液の廃液中の不純物を分離するアルカリ洗浄液のリサイクル装置であって、廃液を入れる分離タンクと、分離タンクの側壁に対し２０〜４０°の傾斜を有する複数枚の堰と、堰の下方に配置され、廃液を流入口から導入し、流出口から分離タンク内に導出する流入分配管を備えた廃液導入装置とを有するアルカリ洗浄液のリサイクル装置。
【００２１】
このリサイクル装置において、前記堰が垂直方向に溝を有する波型形状をなすものであれば、不純物の分離を効果的に行うことができる。
【００２２】
また、前記流入分配管の廃液が流れる部分の垂直断面積が流入口から離れるに従い小さくなるようにすれば、堰で区分された複数の流路を流れる廃液の流量を同程度とすることができ、不純物の分離を効率よく行える。
【００２３】
（２）前記（１）に記載のリサイクル装置において、複数枚の堰の間（流路）をレイノズル数が３０００以下となるように廃液を流動させるアルカリ洗浄液のリサイクル装置の使用方法。
【００２４】
ここでいう「アルカリ洗浄液の廃液」、または単に「廃液」とは、鋼材の洗浄に使用した結果、油分や鉄粉等の不純物があらかじめ定めた管理基準を超えて混入したアルカリ洗浄液をいう。
【００２５】
また、前記の「流入分配管の廃液が流れる部分の垂直断面積」とは、流入分配管の中心軸（または、廃液が流れる方向）に垂直な面における管の中空部分の断面積をいう。
【発明の効果】
【００２６】
本発明のアルカリ洗浄液のリサイクル装置およびその使用方法によれば、アルカリ洗浄液中の油分、鉄分の効果的、かつ連続的な分離が可能となり、洗浄液の寿命を延長させることができる。また、このリサイクル装置は非常にコンパクトで安価である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明のアルカリ洗浄液のリサイクル装置は、前記のように、『不純物の浮上および沈降により、アルカリ洗浄液の廃液中の不純物を分離するアルカリ洗浄液のリサイクル装置であって、廃液を入れる分離タンクと、分離タンクの側壁に対し２０〜４０°の傾斜を有する複数枚の堰と、堰の下方に配置され、廃液を流入口から導入し、流出口から分離タンク内に導出する流入分配管を備えた廃液導入装置とを有するアルカリ洗浄液のリサイクル装置』である。
【００２８】
このリサイクル装置が、「不純物の浮上および沈降により、アルカリ洗浄液の廃液中の不純物を分離する」装置であることを前提とするのは、電磁フィルタや遠心分離装置を用いず、比重差を利用して不純物を分離する安価な設備とするためである。
【００２９】
「廃液を入れる分離タンク」を有することとするのは、分離タンク内に廃液を導いて、操業を停止させずに、廃液中の不純物を沈降分離するためである。また、「分離タンクの側壁に対し２０〜４０°の傾斜を有する複数枚の堰」を分離タンク内に取り付けるのは、タンク内を堰で区分して傾斜した複数の流路を設け、それぞれの流路内で不純物を沈降または浮上させることにより、不純物の分離を効果的に行わせるためである。堰も何もない単なるタンクでは、対流が生じて不純物の効果的な分離が行われず、前掲の特許文献３に記載の洗浄装置の分離タンクに取り付けられているような上下堰方式のタンクでは、廃液の流路が１本しかないので、不純物の分離を効果的に行おうとすると大型の設備が必要になる。
【００３０】
堰の傾斜角度を分離タンクの側壁に対し２０〜４０°とするのは、後に詳述するように、不純物の浮上または沈降を効果的に行わせるためである。
【００３１】
さらに、本発明の装置が「堰の下方に配置され、廃液を流入口から導入し、流出口から分離タンク内に導出する流入分配管を備えた廃液導入装置」を有することとするのは、流入分配管を通して廃液を堰の下方からタンク内へ導出し（流入させ）、堰で区分された前記複数の流路内を上方へ通過させるためである。廃液を導出する流出口は、それぞれ各流路に対応してその下方に設けられているのが望ましい。
【００３２】
図３は、複数枚の堰で区分されたタイプの分離タンクの構成例を示す概略縦断面図である。分離タンク１内は複数枚の堰２′で細かく区切られ、複数の流路が確保されるとともに、タンク１の下方にアルカリ洗浄液の廃液を前記複数枚の堰２′の各堰間に流入させるための流入分配管３が取り付けられている。流入分配管３には、前記それぞれの流路に洗浄液の廃液が行き渡るように各流路の下方に相当する部位に流体噴出用の流出口５が設けられ、管３は先端へ行くに従い径が細くなっている。
【００３３】
この図３に示した構成の分離タンクを用いれば、設置面積をそれほど要しないコンパクトな設備で、不純物、特に油分を効率よく浮上分離することができる。しかしながら、廃液が分離タンク内を上向きに流れるので、沈降分離は効果的には行えない。
【００３４】
そこで、本発明では、「分離タンクの側壁に対し２０〜４０°の傾斜を有する複数枚の堰」を分離タンク内に取り付ける。
【００３５】
図１は、本発明のアルカリ洗浄液のリサイクル装置の要部の構成例を示す縦断面図である。図示するように、分離タンク１内を複数の流路に細かく区切る複数枚の堰２は、分離タンク１の側壁に対しθ（２０〜４０°）の傾斜を有しており、分離タンク１の下方には、廃液導入装置の流入分配管３が配設されている。前記流入分配管３は、アルカリ洗浄液の廃液を分離タンク１内に導入するための流入口４と、前記導入した廃液を分離タンク１内の前記複数枚の堰２の各堰間に導出するための流出口５を備え、図３に示した分離タンクの場合と同様に、流入分配管３は先端へ行くに従い径が細くなっている。それぞれの流路を流れる廃液の流量が同一となるようにするためである。
【００３６】
なお、流入分配管３は、通常は断面が円形の管を１本または複数本用いればよいが、それに限定されることはなく、矩形または半円形等の断面形状であっても何ら差し支えはない。
【００３７】
図２は、前記の傾斜を有する堰による不純物の分離効果を説明するための図である。廃液が２枚の堰２ａ、２ｂで形成された流路６内を矢印７の方向へ通過する間に、廃液中の軽い粒子（主として油分で、○印で表示）は上方へ移動（浮上）し、堰２ａにトラップされ、そこで凝集し、堰２ａ面に沿って浮上する。一方、重い粒子（主として鉄粉）は下方へ移動（沈降）し、堰２ｂにトラップされ、そこで凝集して堰２ｂ面に沿って沈降する。凝集することによって粒子の体積が大きくなるので、浮上または沈降が容易になる。
【００３８】
このように堰２ａ、２ｂが傾斜を有すると、浮上または沈降する粒子が堰２ａまたは２ｂによりトラップされ、凝集しやすくなるが、傾斜が大き過ぎると、前記トラップされる粒子と堰２ａ、２ｂとの摩擦抵抗の影響が大きく、粒子の浮上または沈降が困難になる。逆に堰２ａ、２ｂの傾斜が小さすぎると、所望の凝集効果が得られない。
【００３９】
図４は、堰の傾斜角度と不純物を分離した後のアルカリ洗浄液中の油分濃度および鉄分濃度との関係を示す図で、下記のアルカリ洗浄液を用い、堰間に形成された流路を通過する洗浄液の流速（これを「堰間流速」という）を０．２ｍ／ｓとして行った実験により得られた結果である。界面活性剤としては非イオン型界面活性剤を使用し、油分濃度と鉄分濃度は圧延油と鉄粉（粒径０．１〜２０μｍ）を用いて調整した。
【００４０】
〔アルカリ洗浄液〕
ＮａＯＨ濃度  ：５．０体積％
界面活性剤濃度：０．４体積％
油分濃度      ：２．０体積％
鉄分濃度      ：０．０８質量％
液温          ：８０℃
図４において、油分については、処理後のアルカリ洗浄液中の油分濃度（●印で表示）が図中に矢印で示したように０．５体積％以下であれば「良好」、また、鉄粉については、処理後の洗浄液中の鉄分濃度（□印で表示）が０．０３質量％以下であれば「良好」とした。
【００４１】
図４に示したように、堰の傾斜角度（分離タンクの側壁に対する角度）が大きすぎても小さすぎても、油分および鉄分の分離除去効果は悪化する。油分について「良好」となる堰の傾斜角度は１０〜４０°であり、鉄粉について「良好」となる傾斜角度は２０〜５２°で、油分および鉄粉のいずれについても効果的に分離除去できる堰の傾斜角度は、２０〜４０°となる。
【００４２】
前記本発明のリサイクル装置において、堰が垂直方向に溝を有する波型形状をなすものであれば、不純物の分離を一層効果的に行うことができる。なお、前記「垂直方向」とは、堰を直立させた場合における垂直方向を意味する。
【００４３】
油分や鉄粉を効果的に分離するためには、それらの水平方向への移動をなるべく抑えて、垂直に浮上または沈降させることが有効である。したがって、堰を前記所定角度で傾斜させるとともに、垂直方向に溝（曲線状の窪み）を有する波型形状とするのが好適である。
【００４４】
例えば、堰全体をチャンネル状の波板とし、水平方向への廃液の流れに対する抵抗が大きくなるようにするのがよい。なお、チャンネル状の波板を堰に採用することによって、チャンネルコーナー部に不純物がトラップされやすくなり、より効果的に分離が行われるという副次的な効果も得られる。
【００４５】
また、本発明のリサイクル装置において、流入分配管の廃液が流れる部分の垂直断面積が流入口から離れるに従い小さくなるようにすれば、堰で区分された複数の流路を流れる廃液の流量を同程度とすることができ、不純物の分離を効率よく行える。すなわち、前記図１に例示した流入分配管３において、流入分配管３を流れる廃液の全圧（全ヘッド）が流入分配管３の全長にわたって一定となるように、流入分配管３の内径を先端へ行くに従って細くしてやれば、堰で区分されたそれぞれの流路に同じ流量の廃液を通過させて、不純物を効率よく分離することができる。
【００４６】
本発明のアルカリ洗浄液のリサイクル装置の使用方法は、『前記本発明のリサイクル装置において、複数枚の堰の間（流路）をレイノズル数が３０００以下となるように廃液を流動させる使用方法』である。
【００４７】
廃液中の不純物の効果的な分離に大きく影響するパラメータとして、前記の「堰の傾斜角度」の他に、洗浄液の「堰間流速」および「堰の間隔」があげられる。なお、「堰間流速」とは、隣接する２枚の堰の間を流れる流体（これを「堰間流体」という）の平均流速（ｍ／ｓ）である。
【００４８】
堰間流速が速すぎると、不純物粒子が浮上または沈降する前に流体（廃液）に伴われて搬送されるので、分離が困難となる。一方、堰間流速が遅い場合は分離が効果的に行われるが、あまり遅すぎると単位時間当たりの処理量が少なく、それを補うためには非常に大きな分離タンクを設けることが必要になる。また、堰の間隔は狭ければ狭いほど流体の圧損が大きくなり、それに伴い堰間流速が遅くなるので、分離には有利になる。
【００４９】
そこで、堰間流速と堰の間隔が廃液中の不純物の分離に及ぼす影響を実験により調査し、堰間流体のレイノルズ数（これを「堰間レイノルズ数Ｒｅ」と記す）で整理した。なお、堰間レイノルズ数Ｒｅは下記(1)式で表される無次元量である。また、図５は、(1)式に用いられている記号の説明図である。
【００５０】
【数１】
2005230608.tif 000003
【００５１】
図６は、堰間レイノルズ数Ｒｅと不純物分離後のアルカリ洗浄液中の油分濃度および鉄分濃度との関係を示す図で、下記のアルカリ洗浄液を用い、図５に示す堰の傾斜角度θを３０°とし、堰の間隔Ｗまたは堰間流速Ｕ（図５参照）を変更することにより堰間レイノルズ数Ｒｅを３００〜３７００の範囲で変化させて行った実験により得られた結果である。界面活性剤としては非イオン型界面活性剤を使用し、油分濃度と鉄分濃度は圧延油と鉄粉（粒径０．１〜２０μｍ）を用いて調整した。なお、前記図４の場合と同様に、油分については、処理後のアルカリ洗浄液中の油分濃度が０．５体積％以下、また、鉄粉については、処理後の洗浄液中の鉄分濃度が０．０３質量％以下であれば「良好」とした。
【００５２】
〔アルカリ洗浄液〕
ＮａＯＨ濃度  ：５．０体積％
界面活性剤濃度：０．４体積％
油分濃度      ：２．０体積％
鉄分濃度      ：０．０８質量％
液温          ：８０℃
図６に示したように、油分濃度および鉄粉濃度のいずれも、堰間レイノルズ数Ｒｅが高くなるにつれて上昇傾向を示し、３０００を超えたあたりから急激に高くなる。油分について「良好」となる堰間レイノルズ数Ｒｅは３０００以下であり、鉄粉について「良好」となる堰間レイノルズ数Ｒｅは３３００程度以下で、油分および鉄粉のいずれについても効果的に分離除去できる堰間レイノルズ数Ｒｅは３０００以下となる。
【００５３】
一般的に、乱流が層流に遷移する臨界レイノルズ数Ｒｅは、Ｒｅ≒２３００である。Ｒｅがこの値より大きければ流れは乱流となり、小さければ層流となる。このことから、前記の実験により求められた条件は、堰間流体を層流、または極めてエネルギーの小さい乱流の状態としなければならないことを示している。これは、エネルギーの大きい、渦を伴う乱流状態では、不純物粒子が渦に巻き込まれ、浮上または沈降が困難になることに起因すると推測される。
【００５４】
なお、エネルギーの小さい乱流状態で隣接する２枚の堰で形成された流路に流入した流体が乱流エネルギーを十分に消失するためには、堰の高さ（水平面に対し垂直高さ）は堰の間隔（水平方向間隔、図５のＷ）の１０倍以上とすることが望ましい。より望ましくは２０倍程度である。これにより、流体から十分に乱流エネルギーを消失させ、層流に近い状態にして、不純物の分離を容易にすることができる。
【００５５】
このように、複数枚の堰の間（流路）をレイノズル数が３０００以下となるように廃液を流動させる本発明のアルカリ洗浄液のリサイクル装置の使用方法によれば、廃液中の不純物の効果的な分離が行える。
【００５６】
前記本発明のリサイクル装置において、アルカリ洗浄液の廃液中の不純物を分離除去する操作の連続性の確保が重要な因子としてあげられる。すなわち、脱脂槽内の汚れた洗浄液が連続的または半連続的に分離タンク内に流入し、不純物が所定濃度以下に分離された後、連続的または半連続的に脱脂槽に戻ることが望まれる。
【００５７】
図７は、このような連続的ないしは半連続的な操作を可能とし得る装置例の要部の構成を示す図である。図７において、分離タンク１の側壁に不純物が分離された洗浄液の戻り口８が設けられ、配管９により、同じく側壁に付設された再生洗浄液収容部１０と接続されている。戻り口８から抽出（回収）された洗浄液は、一旦再生洗浄液収容部１０に収容され、脱脂槽へリサイクルされる。
【００５８】
洗浄液を戻り口８から抽出するに際しては、浮上した不純物（油分）の層（浮上油１１層）の直下近傍の、汚れが最も除去されている洗浄液を抽出するのが理想的である。しかし、抽出の際、洗浄液の流れが乱されるので、戻り口８の取り付け部が浮上油１１層に余り近いと、抽出（回収）される洗浄液に浮上油１１が巻き込まれるおそれがある。したがって、例えば図７に示したように、戻り口８の取り付け位置を分離タンク１内の浮上油１１層の下の洗浄液の液面１２よりも幾分下方の部位（抽出による洗浄液の流れに浮上油１１が巻き込まれない部位で、経験的に把握すればよい）に設定するのが望ましい。
【００５９】
また、洗浄液の液面１２の高さが変化することを考慮して、戻り口８から抽出（回収）された洗浄液を再生洗浄液収容部１０内へ流入させる噴出口１３は、その位置がネジ等の機構により高さ調整可能な構造とするのがよい。すなわち、噴出口１３の位置が液面の高さよりも高くなると洗浄液を抽出できないので、配管９の抽出洗浄液の出側に、ネジ等の機構により上下動可能な（例えば、ネジを緩めると上方向に移動する）管などを取り付け、噴出口１３が常に液面１２の直下に位置するように調整できる機構を採用すればよい。
【００６０】
さらに付言すると、前記戻り口は分離タンク内に設置された堰（ここでは図示せず）の間それぞれに設けることが望ましい。これは分離タンクの任意の一箇所のみに設置した場合、タンク内にその方向への流れが発生し、不純物の分離が効果的に行われないからである。戻り口に流入する液の流速を極力低下させるためにも、戻り口を複数設け、戻り口の流入断面積（複数の戻り口の合計断面積）を大きくすることが望ましい。
【００６１】
図８は、浮上した不純物（油分）を除去するための装置例の要部の構成を示す図である。図８において、分離タンク１の上端近傍の内径が広げられており、その部分の浮上油１１をタンク１外へ抜き出すための浮上油抜出しノズル１４が取り付けられている。浮上油の抜き出し時には、図示するようにノズル１４の上方先端を浮上油１１層の下の洗浄液の液面１２よりも若干上付近に合わせればよい。ノズル１４も液面の高さ変動に応じ、前述の噴出口と同様に高さ調整ができる機構とすることが望ましい。
【００６２】
このように構成された装置を用いれば、必要に応じて浮上油抜出しノズル１４を介して浮上油を抜き出し、廃却することができる。なお、ノズル１４の取り付け位置は、例えば戻り口８（図７参照）が設けられた部分とは反対側とすれば、洗浄液の抽出に起因する液面１２の乱れが仮にあったとしても、その影響が反対側までは及ばず、浮上油の抜き出しを支障なく行えるので望ましい。
【００６３】
図９は、沈降した不純物を除去するための装置例の要部の構成を示す図である。図９において、分離タンク１の底部は逆錐形をなしており、その下端部に廃却バルブ１５が取り付けられている。沈降した不純物（鉄粉等）１６は、逆錐の底部に沈降、堆積するので、定期的にバルブ１５を開いてこれを抜き出し、廃却すればよい。このように構成された装置を用いれば、沈降した不純物の集積が容易であり、また、沈降した不純物が上昇する廃液の流れに巻き込まれるのを防止できるので望ましい。
【００６４】
前記の図７〜図９に示した構成を有する分離タンクを用いれば、不純物が分離除去された洗浄液を脱脂槽へ戻す操作を連続的または半連続的に行うことが可能であり、また、浮上または沈降した不純物（油分、鉄粉等）を容易に取り除いて、アルカリ洗浄液のリサイクルを円滑に行うことができる。
【実施例】
【００６５】
下記の諸元のリサイクル装置を作製し、実際のアルカリ洗浄液の廃液の処理に適用してその効果を調査した。
【００６６】
・堰の傾きθ          ：分離タンクの側壁に対して３０°
・堰間レイノルズ数Ｒｅ：２５００
堰間距離Ｗ：６０ｍｍ、液面上昇速度ｕ：０．７ｍｍ／ｓとした（図５参照）。
【００６７】
液面上昇速度＝分離タンクへの流量／タンク断面積  であり、流入バルブによ          りタンクへの流量を制御することによって液面上昇速度ｕを０．７ｍｍ／ｓに          設定できる。
【００６８】
・１５ｍ3の洗浄液を６時間で処理することを前提にした場合、分離タンクに流入        させるべき流量は６．９４×１０-4［ｍ3／ｓ］となる。
【００６９】
１５［ｍ3］÷６[ｈ]÷３６００［ｓ／ｈ］＝６．９４×１０-4［ｍ3／ｓ］
・堰間流速を上記値にするためには、分離タンクの断面積を０．９９［ｍ2］とす        ればよい。
【００７０】
６．９４×１０-4［ｍ3／ｓ］÷（０．７×１０-3［ｍ／ｓ］）
＝０．９９［ｍ2］
すなわち、前記の前提（１５ｍ3の洗浄液を６時間で処理）の下では、断面積が        約１メートル四方のコンパクトな分離タンクを設置すればよいことになる。なお        、分離タンクの断面積は処理すべき洗浄液をどの程度の時間をかけて処理するか        により決まるので、洗浄液の汚れ具合等に応じて最適の断面積とすればよい。
【００７１】
前記諸元の分離タンクに流入分配管を備えた廃液導入装置を取り付けて構成した本発明のリサイクル装置により、脱脂槽内の実際のアルカリ洗浄液を対象として不純物の分離除去およびリサイクルを実施し、脱脂槽内のアルカリ洗浄液中の油分濃度の経時変化を調査した。
【００７２】
調査結果を図１０に示す。なお、比較のために、分離タンクを設けていない従来の方法（油分濃度に廃却基準を設け、管理する方法）での調査結果も併せ示した。
【００７３】
図１０に示した結果から明らかなように、従来の方法では、油分濃度は短期間に上昇し、約１ヶ月毎にアルカリ洗浄液の更新を実施する必要があったが、本発明のリサイクル装置を取り付けることにより、アルカリ洗浄液中の油分濃度は大幅に低下した。図示していないが、洗浄液の寿命は約半年に延長した。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明のアルカリ洗浄液のリサイクル装置およびその使用方法によれば、洗浄液の寿命を大幅に延長させることができ、しかも、この装置は非常にコンパクトで安価である。したがって、このリサイクル装置は、冷間引き抜き加工や冷間圧延が施された鋼材表面に付着している加工油の洗浄、脱脂に簡易に利用することができ、しかも多大な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明のアルカリ洗浄液のリサイクル装置の要部の構成例を示す縦断面図である。
【図２】傾斜を有する堰による不純物の分離効果を説明するための図である。
【図３】複数枚の堰で区分されたタイプの分離タンクの構成例を示す概略縦断面図である。
【図４】堰の傾斜角度と不純物を分離した後のアルカリ洗浄液中の油分濃度および鉄分濃度との関係を示す図である。
【図５】堰間レイノルズ数Ｒｅを表す(1)式に用いられている記号の説明図である。
【図６】堰間レイノルズ数Ｒｅと不純物分離後のアルカリ洗浄液中の油分濃度および鉄分濃度との関係を示す図である。
【図７】アルカリ洗浄液中の不純物の分離除去操作を連続的ないしは半連続的に実施し得る装置例の要部の構成を示す図である。
【図８】浮上した不純物（油分）を除去するための装置例の要部の構成を示す図である。
【図９】沈降した不純物（鉄粉等）を除去するための装置例の要部の構成を示す図である。
【図１０】実施例の結果で、処理後のアルカリ洗浄液中の油分濃度の経時変化を示す図である。
【符号の説明】
【００７６】
１：分離タンク
２、２ａ、２ｂ、２′：堰
３：流入分配管
４：流入口
５：流出口
６：流路
７：矢印
８：戻り口
９：配管
１０：再生洗浄液収容部
１１：浮上油
１２：液面
１３：噴出口
１４：浮上油抜出しノズル
１５：廃却バルブ
１６：沈降した不純物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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